体积压裂缝网系统模拟及缝网形态优化研究
体积压裂与缝网压裂技术解析
以水力压裂技术手段实施对油气储集岩
层的三维立体改造，形成人工裂缝立体网络，
实现储层内压裂裂缝波及体积的最大化，从 而极大地提高储层有效渗透率，提高采油采 气井的产量。
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体积压裂一般应用分段多簇射孔技术和裂缝转向
技术，压裂材料一般采用低黏度压裂液和裂缝转向控制 材料，并尽可能采用较大液体用量和较高的施工排量， 在主裂缝侧向强制形成次生裂缝，并实现次生裂缝继续 分枝，形成二级乃至多级次生裂缝，最终使主裂缝与多 级次生裂缝相互交织，形成立体的裂缝网络系统，实现 储层内天然裂缝、岩石层理的大范围有效沟通。
开钻日期 完钻日期 完钻井深 m 水泥返深 m
固井质量 套管规范mm 射孔枪型 孔 密
人工井底 2373.56 m
套管头至补心 距m
套管 接箍 m
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射孔层段数据
射孔井段(m) 序号 层号 自 2208.7 2192.7 2190.1 2181.9 2156.1 5 61 2154.1 2152.7 0.3 1.4 1.4 16 22 22 至 2204.3 2191.7 2189.1 2180.7 2154.4 11.6 1.6 7.2 24.6 夹层 厚 度(m) 射开 4.4 1.0 1.0 1.2 1.7 有效 4.4 1.0 1.0 1.2 1.7 孔 密（孔 /m） 16 16 16 16 16 孔 数 应射 70 16 16 19 27 实射 70 16 16 19 27
10.0%。
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压裂液体系以滑溜水为主，滑溜水可以 采用阴离子聚合物，也可以用低浓度瓜胶。 水平井为了压裂形成网状裂缝、提高改 造体积，采用分簇射孔技术，每级分4～6 簇射孔，每簇长度0.46～0.77m ，簇间距 20～30m ，孔密16～20 孔/m ，孔径 13mm ，相位角60°或者180° 。
致密油藏体积压裂水平井参数优化研究
致密油藏体积压裂水平井参数优化研究苏皓;雷征东;张荻萩;李俊超;鞠斌山;张泽人【摘要】"水平井+体积压裂"技术是获取致密性储层中工业油流的重要手段.为了对影响体积压裂水平井开发效果的参数进行优化设计,基于离散裂缝模型的数值模拟方法,采用更为灵活的非结构化网格,建立了体积压裂水平井模拟模型,经Eclipse 软件及矿场实际井资料验证该模型可靠性较高,可准确地表征复杂裂缝的几何参数和描述流体在裂缝中的流动.利用长庆油田某致密油藏实际参数,对水平井方位、布缝方式、段间距、簇间距、改造体积等参数进行了优化设计,结果表明:当水平井方位与天然裂缝平行时,开发效果最好;根据累计产量的大小,哑铃型布缝方式优于交错型、均匀型、纺锤型布缝方式;段间距应大于相邻2段的泄油半径之和,避免段间干扰;簇间距应尽可能大,但要小于天然裂缝平均缝长;当改造体积一定时,细长形状的改造区域比短粗形状的改造区域开发效果更好,当工艺上难以增加压裂裂缝长度时,可通过增加段内簇数改善开发效果,簇数越多,初期累计产量越高,但最优簇数取决于开采时间的长短.研究结果可为致密油藏体积压裂水平井造缝设计提供依据.【期刊名称】《岩性油气藏》【年(卷),期】2018(030)004【总页数】9页(P140-148)【关键词】致密储层;水平井;体积压裂;数值模拟;离散裂缝模型;非结构化网格【作者】苏皓;雷征东;张荻萩;李俊超;鞠斌山;张泽人【作者单位】中国地质大学(北京)能源学院,北京100083;中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油经济技术研究院,北京100724;中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国地质大学(北京)能源学院,北京100083;中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司,河北涿州072750【正文语种】中文【中图分类】TE3190 引言近年来，随着非常规油气资源占比的增加，其勘探开发逐渐引起关注［1］。
体积压裂)
压裂液用量(m3) 阶段 累积 2 1 3 4 4 8 5 13 6 19 7 26 24 50 5 55 2 57
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DB22-3井q412号层主压裂施工工序表 表2-1
步 骤 1 2 3 8 9 施工时间 阶段 min 108.3 120.0 110.0 2.7 2.8 累积 min 108.3 228.3 338.3 341.0 343.8 工 序 I型液 II型液 I型液 I型液 I型液 排量 m3/min 6.0 5.0 5.0 6.0 6.0 100目粉 砂 100目粉 砂 20-40陶 粒 20-40陶 粒 20-40陶 粒 20-40陶 粒 20-40陶 粒 支 撑 剂 类型 kg/m3 砂比 % 用量 m3 累积 m3 压裂液 用量 m3 650.0 600.0 550.0 16.0 16.7 累积 m3 650.0 1250.0 1800.0 1816.0 1832.7
开钻日期 完钻日期 完钻井深 m 水泥返深 m
固井质量 套管规范mm 射孔枪型 孔 密
人工井底 2373.56 m
套管头至补心 距m
套管 接箍 m
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射孔层段数据
射孔井段(m) 序号 层号 自 2208.7 2192.7 2190.1 2181.9 2156.1 5 61 2154.1 2152.7 0.3 1.4 1.4 16 22 22 至 2204.3 2191.7 2189.1 2180.7 2154.4 11.6 1.6 7.2 24.6 夹层 厚 度(m) 射开 4.4 1.0 1.0 1.2 1.7 有效 4.4 1.0 1.0 1.2 1.7 孔 密（孔 /m） 16 16 16 16 16 孔 数 应射 70 16 16 19 27 实射 70 16 16 19 27
体积压裂改造技术在辽河低渗透砂岩储层压裂中的应用
体积压裂改造技术在辽河低渗透砂岩储层压裂中的应用摘要：在低渗透砂岩油藏的勘探开发中，往往需要通过压裂来确定该储层是否具有工业流油能力，而压裂工艺技术的选择对于影响和提高储层压裂效果非常关键。
辽河油田针对探区内低渗透砂岩油藏勘探开发实际，通过对低渗透砂岩储层压裂技术进行系统化、精细化研究，形成了具有针对性的低渗透砂岩储层综合压裂改造工艺技术——体积压裂改造技术，为辽河油田在低渗透砂岩储层的勘探工作提供坚实的技术保障。
关键词：体积压裂改造技术；低渗透砂岩储层；辽河油田前言体积压裂改造技术，广义上讲是在分层压裂技术的基础上提高纵向动用程度，提高了储层的渗透能力，扩大了储层的泄油面积。
狭义上讲是通过压裂的手段产生缝网，从而达到改造目的，将主裂缝与天然裂缝及岩石层理相沟通，通过分簇射孔、大规模压裂手段，将主裂缝与次生裂缝交织，在次生裂缝上再次进行破裂成二级次生裂缝，以此类推，形成复杂的裂缝网格系统。
裂缝网格系统可以最大限度的接触储层基质，从而使油气运移距离缩至最短，这样大大提高了储层的渗透率，实现对储层的全面改造，该技术不仅能提高产量，而且能减少油藏有效利用的下限，提高油藏的利用率和采收率。
1.体积压裂改造实现条件体积压裂改造实现条件一个储层是否满足体积压裂改造的条件，在众多因素中以下三个是最为重要的因素，分别为岩石矿物组分、天然裂缝发育情况以及岩石力学特征。
（1）若要实现体积改造形成复杂缝网，储层所要具备的首要条件是岩石矿物为脆性特征。
储层矿物中如果石英和碳酸盐岩两类占的比例大，那么则有益于形成复杂缝网；储层矿物中如果泥岩占的比例大，那么储层有明显的塑形。
（2）若要实现体积改造形成复杂缝网，储层所要具备的前提条件是自身发育天然裂缝及层理。
（3）若要实现体积改造形成复杂缝网，储层的岩石力学特征是判断是否能够形成复杂缝网的重要参数。
一般情况下，通过杨氏模量以及泊松比计算出储层的脆性指数，同时由于泊松比和杨氏模量的单位有很大的不同，为了评价每个参数对岩石脆性的影响，将其单位进行均一化处理，得到表示岩石脆性特征参数，目前除了用杨氏模量和泊松比计算岩石脆性参数外，还可以通过岩石矿物组分来计算岩石脆性指数。
非常规油气藏新一代体积压裂技术的几个关键问题探讨
第 51 卷 第 4 期石 油 钻 探 技 术Vol. 51 No.4 2023 年 7 月PETROLEUM DRILLING TECHNIQUES Jul., 2023doi:10.11911/syztjs.2023023引用格式：蒋廷学. 非常规油气藏新一代体积压裂技术的几个关键问题探讨[J]. 石油钻探技术，2023, 51（4）：184-191.JIANG Tingxue. Discussion on several key issues of the new-generation network fracturing technologies for unconventional reservoirs [J].Petroleum Drilling Techniques，2023, 51(4)：184-191.非常规油气藏新一代体积压裂技术的几个关键问题探讨蒋廷学1,2,3（1. 页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室, 北京 102206；2. 中国石化页岩油气钻完井及压裂重点实验室, 北京 102206；3. 中石化石油工程技术研究院有限公司, 北京 102206）摘 要: 体积压裂技术是实现非常规油气藏高效开发的关键，围绕有效改造体积及单井控制EUR最大化的目标，密切割程度、加砂强度、暂堵级数及工艺参数不断强化，导致压裂作业综合成本越来越高。
为此，开展了新一代体积压裂技术（立体缝网压裂技术）的研究与试验，压裂工艺逐渐发展到“适度密切割、多尺度裂缝强加砂、多级双暂堵和全程穿层”模式。
为促进立体缝网压裂技术的发展与推广应用，对立体缝网的表征、压裂模式及参数界限的确定、“压裂–渗吸–增能–驱油”协同提高采收率的机制、一体化变黏度多功能压裂液的研制、石英砂替代陶粒的经济性分析及“设计–实施–后评估”循环迭代升级的闭环体系构建等关键问题进行了探讨，厘清了立体缝网压裂技术的概念、关键技术及提高采收率机理，对于非常规油气藏新一代压裂技术的快速发展、更好地满足非常规油气藏高效勘探开发需求，具有重要的借鉴和指导意义。
体积压裂裂缝分布扩展规律及压裂效果分析--以鄂尔多斯盆地苏53区块为例
体积压裂裂缝分布扩展规律及压裂效果分析--以鄂尔多斯盆地苏53区块为例郭鹏;姚磊华;任德生【摘要】The volume fracturing provides a new light for large-scale economic and effective development of tight sandstone gas reservoir.In order to analyze the fracture distribution and propagation laws during the volume fractu-ring, fluid-solid coupling models of the sandstone body were established with the RFPA-flow code based on the re-gional reservoir characteristics in Block Su53, Ordos basin and seepage-stress coupling theory.Then, the effects of guide fracture, natural fracture, and confining pressure on the fracture propagation were simulated with the pro-posed models during the volume paring volume fractured wells with common fractured wells and without fractured wells, technology advantages of volume fracturing show up.%体积压裂技术为致密砂岩气藏大规模经济有效开发提供了新的途径。
为了分析裂缝在体积改造中的分布和扩展规律，基于鄂尔多斯盆地苏53区块储层特征和渗流-应力耦合理论，采用RFPA-flow软件建立了储集层砂岩体的流固耦合模型，模拟分析了引导裂纹、天然裂缝、围压对体积压裂中裂缝扩展的影响。
致密油藏体积压裂建模理论与方法
致密油藏体积压裂建模理论与方法王文雄;李帅;刘广峰;赵振峰;张彦军;牛伟【期刊名称】《断块油气田》【年(卷),期】2014(021)004【摘要】致密油藏储层渗透率低,地层流体向裂缝渗流受到限制,常规压裂增产幅度不高.而采用体积压裂,“打碎”储集层,形成复杂缝网,可实现裂缝与油藏的接触面积和体积最大.为有效描述致密油藏体积压裂,采用双渗模型模拟SRV区域,然后用对数网格步长加密,分别描述天然裂缝、人工缝网、基质系统.采用Latin Hypercube 方法,对模型进行敏感性分析,找出了影响产油量和产水量的敏感性因子并进行排序.采用DECE方法,通过多次自动历史拟合反推人工缝网和天然裂缝参数.最后通过Petrel软件建立基质模型,作为双渗模型的基质系统,历史拟合反推得到的裂缝参数作为裂缝系统,建立完整的双渗模型,并进行生产预测,证明了致密油藏体积压裂采用此建模方法的可行性.【总页数】5页(P492-496)【作者】王文雄;李帅;刘广峰;赵振峰;张彦军;牛伟【作者单位】中国石油长庆油田公司油气工艺研究院,陕西西安710061;中国石油勘探开发研究院廊坊分院,河北廊坊065007;中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室,北京102249;中国石油长庆油田公司油气工艺研究院,陕西西安710061;中国石油长庆油田公司油气工艺研究院,陕西西安710061;中国石油长庆油田公司第六采油厂,陕西定边718600【正文语种】中文【中图分类】TE357.1【相关文献】1.体积压裂致密油藏注水吞吐产能影响因素 [J], 谢启超;刘礼军;何右安;孙海;时建超2.致密油藏体积压裂水平井渗流特征与产能预测 [J], 杨飞3.致密油藏水平井前置增能体积压裂高效开发技术研究及应用——以延长油田FL121平2井为例 [J], 尹虎;董满仓;李旭;王全;李乐;牛嘉伟4.致密油藏直井体积压裂非稳态渗流问题 [J], 谢伟伟;张艳;丁一萍5.致密油藏体积压裂水平井半解析渗流模型分析 [J], 张仝泽因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
体积压裂
提出及概念
作用机理
滑溜水压裂
应用
改造对象
数值模拟研究表明，储层改造的体积越大（以页岩气为例）， 压后增产效果越明显，储层改造体积与增产效果具有显著的正相 关性。
SRV=106ft3
1ft3=0.028m3 1ft=30.48cm=12in
提出及概念
作用机理
滑溜水压裂
应用
作用机理 • 体积压裂具体作用方式为： 通过压裂的方式对储层实施改造，在形成一条或者多条主 裂缝的同时，通过分段多簇射孔、高排量、大液量、低粘 液体、以及转向材料及技术的应用，使天然裂缝不断扩张 和脆性岩石产生剪切滑移，实现对天然裂缝、岩石层理的 沟通，以及在主裂缝的侧向强制形成次生裂缝，并在次生 裂缝上继续分支形成二级次生裂缝，以此类推。让主裂缝 与多级次生裂缝交织形成裂缝网络系统，将可以进行渗流 的有效储层打碎，使裂缝壁面与储层基质的接触面积最大， 使得油气从任意方向的基质向裂缝的渗流距离最短，极大 的提高储层的整体渗透率，实现对储层在长、宽、高三维 方向的全面改造，提高初始产量和最终采收率。
提出及概念
作用机理
滑溜水压裂
应用
几种压裂概念
体积压裂stimulated reservoir volume 缝网压裂Fracture network 同步压裂synchronous fracturing 整体压裂integral fracturing
提出及概念
作用机理
滑溜水压裂
应用
同步压裂
– “分段多簇”射孔技术 – 快速可钻式桥塞工具 – 大型滑溜水压裂技术
•
提出及概念 作用机理 滑溜水压裂
应 用
SRV的应用
分段多簇射孔的特点是：一次装弹+电缆传输+液体输送+桥 塞脱离+分级引爆，每级分4～6 簇射孔，每簇长度0.46～ 0.77m，簇间距20～30m，孔密16～20孔/m，孔径13mm，相 位角60°或者180°
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础上运用局部 网格加密技术对储层改造 区域 的主、
次裂 缝 网络进 行 处理 ， 并 将 压 裂 改 造 区外 部 天然 裂
非均质性等特征进行有效 的表 征 ｊ 。 目前对缝 网 形态的模拟是国内外关注的一个热点及难点。本文
提 出缝 网双重介 质 模 型 来 模 拟 理 想缝 网形 态 ， 并 通 过 对 比不 同缝 网形 态 的泄 油面积 、 主 裂缝 产 能 、 采 出 程 度来 优 化缝 网形 态 ， 以期 为 我 国利 用 体 积 压 裂 技
缝未开启 的状态视为单重介质 ， 精细化表征缝网、 天 然裂缝的沟通和裂缝的渗流特征 ， 更精确地描述体
２ ０ １ ４年 １月 第２ ９卷第 １ 期
西 安石 油大学学报 （ 自然科学版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｘ ｉ ａ ｎ Ｓ ｈ ｉ ｙ ｏ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
尔多斯盆 地致 密油层压裂改造技术研究 ” （ 编号 ： ２ ０ １ １ Ｅ一 ２ ６ ０ ２— ６ ）
作者简介 ： 李宪文 （ １ ９ ６ ３ ・ ） ， 男， 博士 ， 主要从 事油气 田开发及开采技术领域 的研究 。Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ： ｏ ｉ ｌ ｇ ａ ｓ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｌ ｉ ｘ ｈ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ ｒ
度、 缝 网形 态 中部主 裂缝 对 泄流 面积 的控 制程度 。
关 键词 ： 致 密 油藏 ； 水平 井 ； 体积压裂； 缝 网双 重介 质模 型 ； 缝 网形 态
中图分 类号 ： Ｔ Ｅ ３ ４ ８ 文 献标 识码 ： Ａ
通过分级多簇大规模体积压裂形成水力裂缝与
天 然裂 缝相 互交 织 的复 杂 裂 缝 网络 ， 具 有 裂 缝 面 与
网双 重介质 数值 模 型 。利 用该模 型对 不 同缝 网形 态进 行模 拟 ， 分析 了不 同缝 网形 态 对产 能 的影 响 规律 ， 并获得 衰竭 式开发 下 的最佳 形 态 。研 究结果 表 明 ： 纺锤 型 与哑铃 型缝 网形 态较 其他 缝 网形 态
更具优势； 影响体积压裂水平井产能的 因素 主要有端部裂缝的产能、 缝 网内部裂缝缝 间干扰 的程
李 宪文等 ： 体积 压裂缝网系统模拟及缝网形态优化研究
的缝 网带 长 ， 如图 ３ 。
设计不 同水平井体积压裂理想缝 网形态 ， 分析不同 缝 网形 态 下体 积压 裂 水平 井 的泄 油 面 积 、 单条 主 裂
缝 产能 及 不 同缝 网 的采 出程 度 ， 评 价 衰 竭 式 开 发下
的块度系数 ， 等效 降低天然裂缝 的张开程度 ； ④缝网 属性包括缝 网形态 ， 主次裂缝渗透率 、 宽度 、 导流能
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — １ １ ． １ ５
基金项 目：中国石油天然气股份公司重大科技专项 “ 鄂尔多斯盆地致密油藏有效 勘探 开发关 键技术研究 之课题六 —— 鄂
络， 未 改造 区域采 用 单 重介 质 模 型模 拟 天 然裂 缝 未
１ 体 积压裂缝 网系统 的模拟
１ ． １ 缝 网双重 介 质模 型 的提 出
开启或半开启时的渗流状态 ； ③ 可改变未改造区域
基于 Ｂ ａ ｒ ｅ ｎ ｂ ｌ ａ ｔ ｔ 、 Ｗａ ｒ ｒ ｅ ｎ ａ ｎ ｄ Ｒ ｏ ｔ ｔ 提 出 的双 重 介
积 压裂 改造 后 的致密储 层 。 缝 网双 重介 质模 型 的特 点 ： ① 主 裂 缝 与 次裂 缝 形 成 的复杂 缝 网 以正 交交 织 的形式 同 时融 合 在基质
术开发致密油藏提供参考。
块与裂缝块系统中 ； ②储层改造范 围内部采用双重 介质模拟人工裂缝与天然裂缝形成 的复杂裂缝 网
Ｊ ａ ｎ ．２ ０ １ ４
Ｖｏ １ ． ２ ９ Ｎｏ ． １
文章 编号 ： １ ６ ７ ３ － ０ ６ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ４ ） ０ １ － ０ ０ ７ １ ０５ －
体 积 压 裂 缝 网 系统 模 拟 及 缝 网形 态 优 化 研 究
李 宪文 ， 樊凤玲 ， 李晓 ｔ － ， 王文 东 ， 徐 晨 ， 苏 玉亮
储层基质接触面积大、 提高储层整体渗透率的特点 ， 已成 为 提升 致 密 油 藏单 井 产 量 的关 键 技 术 ¨ ４ 。 。体
积压 裂 对储 层进 行 三 维 立 体 的 改造 ， 对 储 层 改造 区
域需要用双重介质系统进行模 拟 。同时缝网系 统 的模拟需要对致密储层的地层主应力方 向、 天然
质模 型 的概 念 。 ， 利 用 三 维 三 相 油 藏 数 值 模 拟 软 件， 提 出缝 网 双 重 介 质 模 型 （ Ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ Ｄ ｕ ａ ｌ Ｐ ｏ ｒ ｏ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｆ Ｎ Ｄ Ｐ ） ， 如图ｌ 。该模 型认 为 裂缝 系 统和 基 质 质 中 的渗流 表现 为这 两 系统 问的 “ 窜流” ， 窜 流 量 与两 系统 间 的压差 成正 比。在双 重介质模 型的基
（ １ ． 长庆油 田分公 司 油气工艺研究 院 ， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ２ １ ； ２ ． 中国石油大学 （ 华 东 ）石油工程学院 ，
山东 青岛 ２ ６ ６ ５ ８ ０ ； ３ ． 中石化华 北分公司 第一采气厂 ， 陕西 榆林 ７ １ ９ ０ ０ ０ ）
摘要： 为了有效地表征压裂后形成的复杂裂缝 网络 系统， 依据三维改造 区域的渗流规律 ， 提 出了缝
缝 网形 态 对开 发效 果 的影 响 。压 裂方式 采用 单级 两